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机械零件在复合应力下的疲劳强度计算

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:在复合应力下工作的零件危险截面上同时存在σ、τ,应采用相应的强度理论进行计算。1)对称循环时复合应力下机械零件的疲劳强度计算对塑性材料零件的疲劳强度应按第三强度理论进行计算。以上的讨论是针对零件的无限寿命进行的,即零件的工作应力循环次数N≥N0。当零件在有限寿命期内工作时,其疲劳强度仍可按以上各式计算,但需要将各式中σ-1换为σ-1N=KNσ-1。表2-12校核拉杆强度计算

机械零件在复合应力下的疲劳强度计算

在复合应力下工作的零件危险截面上同时存在σ、τ,应采用相应的强度理论进行计算。

1)对称循环时复合应力下机械零件疲劳强度计算

对塑性材料零件的疲劳强度应按第三强度理论进行计算。

设σ、τ循环周期相同,近似取img,根据第三强度理论强度条件有

将式(2-17)代入上式,并近似取img,即得到安全系数形式的强度条件为

式中 Sσ——只考虑σ时的安全系数,Sσ-1/(Kσσa);

Sτ——只考虑τ时的安全系数,Sτ-1/(Kτσa)。

为了防止零件产生塑性变形,还应按式(2-26)进行静强度计算:

对于低塑性材料和脆性材料零件,建议由下式计算其疲劳强度:(www.xing528.com)

式中各符号含义同前。

2)非对称循环时复合应力下机械零件的疲劳强度计算

式(2-25)是按对称循环应力得到的,但因非对称循环应力可以折算成当量对称循环应力,所以非对称循环时复合应力下,塑性材料机械零件的疲劳强度仍可按式(2-25)计算,但式中Sσ、Sτ应按单向应力状态下非对称循环时的式(2-18)确定;低塑性材料和脆性材料零件的疲劳强度仍按式(2-27)计算。

以上的讨论是针对零件的无限寿命进行的,即零件的工作应力循环次数N≥N0。当零件在有限寿命期内(N<N0)工作时,其疲劳强度仍可按以上各式计算,但需要将各式中σ-1换为σ-1N=KNσ-1

例2-1 一根圆形拉杆如图2-11所示,D=70 mm,d=50 mm,r=5 mm。工作中受脉动循环拉力F=0~3×105N的作用,材料为40Mn钢,σb=750 MPa,σs=500 MPa,轴表面经过精车加工,硬度为250 HBW,工作应力循环次数不低于5×105。规定[S]=1.9,试校核拉杆的强度。

图2-11 圆形拉杆

解:计算过程见表2-12。

表2-12 校核拉杆强度计算

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